論文の概要: NEQRX: Efficient Quantum Image Encryption with Reduced Circuit Complexity
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2204.07996v3
- Date: Tue, 26 Mar 2024 11:41:06 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-03-28 02:09:26.974046
- Title: NEQRX: Efficient Quantum Image Encryption with Reduced Circuit Complexity
- Title（参考訳）: NEQRX:回路複雑性を低減した効率的な量子画像暗号化
- Authors: Rakesh Saini, Bikash K. Behera, Saif Al-Kuwari, Ahmed Farouk,
- Abstract要約: 一般化アフィン変換とロジスティックマップを組み合わせた量子画像暗号化アルゴリズムの効率的な実装手法を提案する。
セキュリティと効率を保ちながら、コストの50%の大幅な削減を実現しています。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.7985570786346745
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
- Abstract: Cryptography plays an important role in ensuring data security and authentication within information processing systems. As the prevalence of digital imagery continues to grow, safeguarding this form of data becomes increasingly crucial. However, existing security protocols, reliant on complex mathematical models, exhibit vulnerabilities in effectively protecting information from both internal and external threats. Moreover, the forthcoming advent of quantum computing poses a significant challenge, as it could decrypt data encrypted by classical. In this paper, we propose an efficient implementation scheme for a quantum image encryption algorithm combining the generalized affine transform and logistic map. We evaluated developed quantum circuits using qiskit and quantum devices to validate the encryption technique. Through comprehensive performance analysis, we have demonstrated the efficiency of the chosen encryption algorithm across various criteria. Furthermore, we introduce a hybrid methodology aimed at mitigating circuit complexity and reducing quantum cost. Leveraging the Espresso algorithm and incorporating an ancilla qubit into the circuitry, we achieve a remarkable 50\% reduction in cost while maintaining security and efficiency. Finally, we conducted robustness and security analyses to assess the resilience of our encryption method against diverse noise attacks. The results confirm that our proposed quantum image encryption technique provides a secure solution and offers precise and measurable quantum image processing capabilities.
- Abstract（参考訳）: 暗号化は、情報処理システム内のデータセキュリティと認証を保証する上で重要な役割を果たす。
デジタル画像の普及が進むにつれ、この種のデータの保護がますます重要になっている。
しかし、複雑な数学的モデルに依存した既存のセキュリティプロトコルは、内部および外部の脅威から情報を効果的に保護する脆弱性を示す。
さらに、量子コンピューティングの出現は、古典的に暗号化されたデータを復号化できるため、大きな課題となる。
本稿では,一般化アフィン変換とロジスティックマップを組み合わせた量子画像暗号化アルゴリズムの効率的な実装手法を提案する。
我々は,キースキットと量子デバイスを用いた量子回路の評価を行い,暗号手法の検証を行った。
総合的な性能解析を通じて、選択した暗号アルゴリズムの効率を様々な基準で実証した。
さらに,回路の複雑化と量子コストの低減を目的としたハイブリッド手法を提案する。
Espressoアルゴリズムを応用し,アンシラ量子ビットを回路に組み込むことにより,セキュリティと効率を保ちながら,コストの50%削減を実現した。
最後に,各種ノイズ攻撃に対する暗号化手法のレジリエンスを評価するために,ロバストネスとセキュリティ分析を行った。
その結果,提案した量子画像暗号化技術はセキュアなソリューションであり,正確かつ測定可能な量子画像処理機能を提供することを確認した。
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